Роль морфометрических и климатических факторов в изменчивости функционирования геосистем в северной тайге Западной Сибири

Представлены результаты исследования по устойчивости функционирования северотаежных ландшафтов на севере Западно-Сибирской равнины в бассейне р. Надым в условиях современного потепления климата. Проведено сравнение видов зависимости между мерой пространственного варьирования годичных приростов кедра (Pinus sibirica) в XX‒XXI вв. и характеристиками урочищ бугров пучения. Предполагалось, что теснота связи и виды зависимости могут меняться сопряженно с варьированием климатических факторов. Использованы 512 кернов из 39 фаций на вершинах и склонах бугров пучения. Для группы ландшафтных характеристик бугров проведено снижение размерности методом главных компонент. Рассчитаны коэффициенты корреляции Спирмена между параметрами порядка и приростами за каждый год с 1926 по 2013. Проверялись гипотезы о зависимости пространственного варьирования приростов от морфологических параметров бугров пучения и их фациальной структуры, о влиянии внутривековой изменчивости температур и осадков на связь между ландшафтными характеристиками и приростами кедра. Установлено, что кедровые древостои проявляют непостоянную чувствительность к морфологическим параметрам бугров пучения, что выражается в существенном варьировании тесноты корреляционной связи. В годы с особо высоким или низким фоном температур воздуха или количества осадков единый для ландшафта режим фитопродукционного функционирования распадается на разные варианты в зависимости от морфологических свойств урочищ. В холодные периоды повышенной фитопродуктивностью отличаются крупные бугры с высоким положением мерзлоты и слабовыраженным микрорельефом; в теплые периоды – небольшие бугры с большой мощностью сезонно-талого слоя. Фитопродукционная функция при глубоком положении кровли мерзлоты более стабильна. При современном потеплении увеличение приростов наблюдается только на относительно стабильных буграх со слабовыраженным микрорельефом. Полученные результаты показали, что крупномасштабный подход к исследованию реакции урочищ на изменения климата позволяет детализировать специфику фитопродукционного процесса, которая не может быть выявлена без использования ландшафтного подхода. 

1. Бердников Н.М. Бугры пучения в различных ландшафтах бассейна реки Надым // Криосфера Земли. 2012. Т. XVI. № 3. С. 81–86.

2. Бердников Н.М., Гравис А.Г., Дроздов Д.С., Пономарева О.Е., Москаленко Н.Г., Бочкарев Ю.Н. Льдистость многолетнемерзлых пород, слагающих бугры пучения в бассейне реки Надым // Криосфера Земли. 2019. Т. XXIII. № 2. С. 29–37. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2019-2(29-37).

3. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение / под ред. В.Б. Куваева. Тула: Гриф и К, 2001. 584 с.

4. Бочкарев Ю.Н. Изучение внутривековой динамики ландшафтов северной тайги Западной Сибири методами дендрохронологии // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2006. № 3. С. 6267.

5. Бочкарев Ю. Н. Многолетняя динамика бугров пучения на севере Западной Сибири по данным дендрохронологии // Вопросы географии. Т. 138. М.: Кодекс, 2014. С. 251–270.

6. Ваганов Е.А., Шиятов С.Г., Хантемиров Р.М., Наурзбаев М.М. Изменчивость летней температуры воздуха в высоких широтах Северного полушария за последние 1,5 тыс. лет: сравнительный анализ данных годичных колец деревьев и ледовых кернов // Доклады Академии наук. 1998. Т. 358. № 5. С. 681‒684.

7. Васильчук Ю.К., Васильчук А.К., Буданцева Н.А., Чижова Ю.Н. Выпуклые бугры пучения многолетнемерзлых торфяных массивов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2008. 571 с.

8. Долгова Е.А., Мацковский В.В., Соломина О.Н. Дендрохронология Соловецких островов // География: развитие науки и образования. СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2018. С. 394‒398.

9. Дьяконов К.Н. Подходы к изучению устойчивости и изменчивости процессов в геосистемах // VII Совещание по вопросам ландшафтоведения (современное состояние теории ландшафтоведения). Пермь, 1974. С. 14‒16.

10. Дьяконов К.Н., Бочкарев Ю.Н. Дендрохроноиндикация эволюции парагенетической системы «бугры пучения – термокарстовые озера» // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2019. № 4. С. 15–23.

11. Казанцева Л.А. Пространственная изменчивость ландшафтных и геокриологических условий естественных и нарушенных экосистем северной тайги Западной Сибири // Криосфера Земли. 2007. Т. XI. № 2. С. 14‒18.

12. Ландшафты криолитозоны Западно-Сибирской газоносной провинции. Новосибирск: Наука, 1983. 165 с.

13. Марахтанов В.П. Механизм роста миграционных бугров пучения // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 1999. № 3. С. 41–46.

14. Москаленко Н.Г. Изменение температуры пород и растительности под влиянием меняющегося климата и техногенеза в Надымском районе Западной Сибири // Криосфера Земли. 2009. Т. XIII. № 4. С. 18–23.

15. Наурзбаев М.М., Сидорова О.В., Ваганов Е.А. История климата позднего голоцена на востоке Таймыра по данным сверхдлительной древесно-кольцевой хронологии // Археология, этнография и антропология Евразии. 2001. № 3(7). С. 17‒25.

16. Пономарева О.Е., Гравис А.Г., Бердников Н.М. Современная динамика бугров пучения и плоскобугристых торфяников в северной тайге Западной Сибири (на примере Надымского стационара) // Криосфера Земли. 2012. Т. XVI. № 4. С. 21–30.

17. Пономарева О.Е., Москаленко Н.Г., Бердников Н.М., Бляхарчук Т.А., Бочкарев Ю.Н., Устинова Е.В., Гравис А.Г., Лоботросова С.А., Матышак Г.В., Попов К.А., Сизов О.С., Якимов А.С. Трансформация криогенных геосистем южной части Арктики Западной Сибири под влиянием потепления климата // Научный вестник Ямало-Ненецкого АО. 2015. С. 123‒130.

18. Тархов М.О., Матышак Г.В., Рыжова И.М., Гончарова О.Ю., Бобрик А.А., Петров Д.Г., Петржик Н.М. Температурная чувствительность дыхания почв бугристых торфяников севера Западной Сибири // Почвоведение. 2019. № 8. С. 946–955. DOI: 10.1134/S0032180X1908015X.

19. Astudillo-Sánchez C.C., Villanueva-Díaz J., Endara-Agramont A.R., Nava-Bernal G.E., Gómez-Albores M.A. Climatic variability at the treeline of Monte Tlaloc, Mexico: a dendrochronological approach, Trees, 2017, vol. 31(2), p. 441‒453, DOI: 10.1007/s00468-016-1460-z.

20. Cook E.R., Holmes R.L. Program ARSTAN, Users manual, Laboratory of Tree-Ring Research, University of Arizona, Tucson, 1984, 15 p.

21. Kharuk V.I., Ranson K.J., Petrov I.A., Dvinskaya M.L., Im S.T., Golyukov A.S. Larch (Larix dahurica Turcz) growth response to climate change in the Siberian permafrost zone, Regional Environmental Change, 2019, vol. 19(1), p. 233‒243, DOI: 10.1007/s10113-018-1401-z.

22. Tech R. TSAP-WIN: Time series analysis and presentation dendrochonology and related applications, Heidelberg, Germany, 2010.